JPS5821459B2 - 音声パケット伝送方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は音声パケット伝送方式に関する。

近年、音声をＰＣＭ方式等によりパケット化し、パケッ
ト交換網を介して送受するシステムが提案され一部実用
にも供されている。

ここでは、会話等の音声が１の加入者端末におけるパケ
ット端末装置（パケットターミナル）内で音声パケット
に変換され、一方、これを受信した他の加入者端末では
前記パケット端末装置（パケットターミナル）にて復調
し、元の音声を再生する。

この様なシステムでは一般に音声のデータにとどまるこ
となく、ファクシミリデータあるいはコンピュータとの
交換データも同時に処理し、いわゆるマルチサービスを
実現しており、パケット交換網内のデータの種類は多数
に及び且つその量も膨大である。

従つて限られたパケット交換網を高効率で利用すべきこ
とは言うまでもない。

経験上、音声パケット中、無音の音声パケットの占める
割合は５０％程度以上であり音声パケットが該パケット
交換網を占有する割合を著しく低下させることが可能で
あり、該音声パケットの高効率な伝送が直接パケット伝
送網の効率向上につながる。

従って本発明の目的は、音声データが高効率で伝送可能
な、音声パケット伝送方式を提案することである。

上記目的に従い本発明は、有音および無音を含む音声の
らち無音に属する音声についてはこれをパケット交換網
に送出しないことにより該パケット交換網に空き空間を
創り出すことを前提とし、これを実現するために、送信
側において先ず第１に音声を受信したとき有音、無音の
別なくこれを所定間隔で音声データブロックを形成する
と共に通番カウンタをカウントアツプし、第２に各該音
声データブロック毎に有音または無音の判別をし、第３
に該音声データブロックのうち有音の音声デジータブロ
ックのみに前記通番を付し音声パケット化してパケット
交換網に送出するものとし、一方受信側においては前記
通番の付された音声パケットをその順番に復調再生し、
欠番に相当する音声パケットに対しては自から無音を生
成し、これにＳより該欠番に相当する音声を埋めるよう
にしたことを特徴とするものである。

以下図面を参照しながら本発明を説明する。

第１図は本発明を実現するための一実施例を示すブロッ
ク概念図である。

本図において、１１は５電話機、１２はパケットターミ
ナル、１３は伝送路である。

ただし、伝送路１３上には複数個のパケットスイッチ局
（図示せず）が配置されるが、網構成は問わない。

尚説明上、電話機が１台の場合について述べるが複数台
の場合についてもダイ３アル番号判定処理を追加するだ
けでまたラインインタフェース回路についてはハイレベ
ルデータリンク制御回路を例（１ことって説明するが、
他のラインインターフェース回路ｔおきかえても以下の
説明がそのまま適用できる。

４パケツトターミナル１２につ
いてみると、図中の一点鎖線を境にパケット送信部１２
−８およびパケット受信部１２−Ｈに区分される。

先ずパケット送信部１２−８に関しては、電話機１１か
らの音声入力信号が符号器２１に印加され例えばＰＣＭ
音声入力信号に変換される。

このＰＣＭ音声入力信号の複数サンプル分（データ長）
、すなわち音声データブロックが符号化されると、一方
においてこれらをバッファメモリ２２にストアする。

また、制御部（マイクロプロセッサユニット）２５に対
し、音声データブロックを受信済であるので、次段へ転
送すべき指令を、ラインＬ１を介して通知する。

このとき、本発明の特徴部分をなンす有音・無音検出回
路２３は前記音声データブロックの音声レベルを監視し
、これが有音であるか無音であるかを検出する。

この検出結果は、ラインＬ２を介し制御部２５に通知さ
れる。

一方、本発明の特徴をなすパケット通番カウンタ２４は
、各前記音声データフ七ツクと一対一に対応して通番の
カウントを行なっており、各該音声データブロックに通
番■、■、■・・・を付する。

つまり、ラインＬ３を介し、バッファメモリ２２内の各
音声データブロックに通番を順次付してメモリ３０内に
取り込む。

然しなから、全ての音声データブロックが通番を付され
てメモリ３０内には取り込まれない。

すなわち、ラインＬ２を介して有音の検出結果があった
ものについてのみメモリ３０に取り込む。

この結果、例えば３番目の音声データブロックが無音で
あったとすれば、パケット通番カウンタ２４はこれを空
カウントし、有音の音声データブロックのみが通番■、
■、■・・・を付されてメモリ３０内にストアされるこ
とになる。

その後は通常の手順に従い、バッファメモリ２６および
例えばハイレベルデータリンク制御回路２７を介して、
有音の音声データブロックをパケット化し、出来上がっ
た音声パケットを伝送路１３を介して相手方に送出する
。

なお、図中のラインＬ４は制御部２５に対する転送指令
であり、有音の各音声データブロックに対しパケット化
処理をすると共に、新しい音声パケットの供給を要求す
る。

第２図ＡおよびＢは、前述した本発明に基づく音声パケ
ット伝送方式の送信形式をパケット通番をモパシュロ８
でカウントする場合を例にとり、図解的に表わしたパル
ス系列図であり、本図Ａは第１図の符号器２１からの音
声データブロックを時系列で示し、本図Ｂは第１図のハ
イレベルデータリンク制御回路２７からの送信音声パケ
ットを時系列で示す。

第２図Ａの■、■、■・・・■、■・・・は、音声デー
タブロックが全て有音である場合に付されるであろう通
番を示す。

本図のＡの場合、ハツチングを施したものが有音音声パ
ケットであり、ハツチングを施さないものが無音音声パ
ケットであることを表わしている。

従って、実際に例えば前記ハイレベルデータリンク制御
回路２７から送出されるのは、本図Ｂに示す如く、通番
の、■、■。

■、の・・・の付された音声パケットのみであり、欠番
の音声パケットは送出対象から排除される。

なお、■、■・・・のの繰り返しで通番が付されるのは
第１図のメモリ３０における音声パケットの通番がモジ
ュロ８でストアされるからである。

かくの如く、第２図Ｂにおける音声パケット■。

■、■、■、の・・・が存在する空間以外の空間は第１
図の伝送路１３における空き空間となる。

この空き空間は、伝送路を他のデータのパケット伝送に
利用し得るものであり、結局パケット交換網が高密度で
、すなわち高効率で使用できることになる。

上述した送信形式を採ると、相手方電話機は第。

２図Ｂに示す有音の音声パケットのみを受信することに
なり、自然な会話が期待でさなくなる。

なぜなら、無音も自然な会話を形成する重要な部分だか
らである。

従って相手方のパケット受信部に何らかの策を施す必要
がある。

第１図に戻ると、！パケット受信部１２−Ｒが前記相手
方のパケット受信部と同一の構成を有する。

従って、このパケット受信部１２−Ｒをもって相手方の
パケット受信部の説明をすると、伝送路１３を介し例え
ばハイレベルデータリンク制御回路３７は第２図ＢにＪ
示した音声パケット（通番［Ｆ］、■、■、■、の・・
・）を受信する。

この制御回路３７は、音声パケットのデータフォーマッ
トから中味に相当する部分を抽出する毎に、ラインＬ、
を介し、制御部２５に対して次段への転送指令を送出す
ると共に、バラこファメモリ３６を通して、メモリ３０
へ受信音声パケットを遂次ストアする。

この場合、メモリ３０は予め定めた複数個の音声パケッ
トをストアする領域を有する。

一方、本発明の特徴をなすパケット通番カウンタ３４は
、制御部２５の制御の弓もとに、前記パケット通番カウ
ンタ２４と同一の歩調で通番をカウントする。

このカウントは前記の欠番の有無にかかわらず■、■、
■、■・・・の如く連続的である。

さらに本発明の特徴をなすパケット通番比較回路３５は
、該パケット通番カウンタ３４の通番と、メモリ３０内
の受信音声パケットの通番とを入力として両者通番の比
較を行なう。

今、パケット通番カウンタ３４が通番■を出力するタイ
ミングで通番■の受信音声パケットがメモリ３０内にあ
ればラインＬ６を通してバッファメモリ３２にこれを送
出し、さらに復号器３１において原音声を復元して電話
機１１に送出する。

前述の設例では、通番■が欠番であり、これに相当）す
る受信音声パケットはメモリ３０内に存在しない。

このことは、パケット通番カウンタ３４が通番■をカウ
ントするタイミングで、通番■の受信音声パケットがメ
モリ３０内に無いことをパケット通番比較回路３５で比
較確認することによって検出され、該比較回路３５はラ
インＬ７を介し、本発明の特徴をなす無音データ作成回
路３３に無音データ作成指示を出す。

これを受けて該作成回路３３は、バッファメモリ３２に
無音に相当する音声データを供給し、ざらに復号器３１
を通して電話機１１に無音を復元せしめる。

かくして、伝送の対象とならなかった欠番の音声パケッ
トが、最終的には相手方電話機で再生されることとなり
、無音も含めた自然な会話が再現される。

以上述べた事項は、パケット交換網の高効率な利用を図
るための基礎的事項である。

然しなから、これを実際に運用するに当っては、さらに
考慮すべき付加的事項がある。

この考慮すべき付加的事項とは、音声パケットの伝送遅
延に対する処置である。

この伝送遅延は、本来的な伝送路の伝搬遅延（略一定時
間である）に加えて、パケット交換網に固有の遅延すな
わち前記パケットターミナル内でのパケット化に要する
時間（かなりバラツキを有する）および前記パケットス
イッチ局でのパケットの交換整理に伴う待ち時間（相当
のバラツキを有する）である。

このような伝送遅延が許容遅延時間を超えると、会話考
量の会話のやりとりがちぐはぐになり、自然な会話を維
持することができなくなる。

経験上、この許容遅延時間は数百ｍｓである。

そこで本発明は、第１図のメモリ３０（受信部の領域の
メモリ３０）に予め定めた個数の受信音声パケット登録
領域を確保しておくことにする。

この予め定めた個数のことを本発明では最大登録パケッ
ト数（Ｐｍａｘ）と称する。

Ｐｍａｘは音声パケットのデータ長、許容遅延時間及び
伝送路の最小遅延時間から定める。

今、音声パケットが次々と順調に受信されたとすると、
このＰｍａｘの意味は余りない。

ところが、通番Ｏの音声パケットの受信と通番■の音声
パケットの受信（ｍ＜ｎ）との間に相当の遅れが生ずる
こともしばしば発生する。

つまり通番［有］の音声パケットを復号したタイミング
後、通番■の音声パケットを復号するタイミングにおい
て通番■の音声パケットが未受信であるこ吉がある。

この場合、未受信のものはそのまま捨て去らなければな
らなくなる。

そこで本発明は、任意の通番■の音声パケットを受信し
てもこれを即座に復号器３１悌１図）に転送するのでは
なく、本来の通番■のタイミングより前記許容遅延時間
例えば１００ ｉｓだけ遅らせて復号器３１に転送する
ものとする。

勿論、許容遅延時間内であるから会話の自然性は失なわ
れない。

このように、常に許容遅延時間だけ故意に遅らせておけ
ば、前述した通番■の音声パケットは未受信となること
なしに有効に再現されるのである。

この場合、通番■の音声パケットの転送を故意に遅らせ
る時間量は相当小になる。

逆に、音声パケットが次々と順調に受信されるときは、
故意に遅らせた許容遅延時間を利用して、多数の音声パ
ケットをメモリ３０（第１図）内にバッファしておくこ
とができるものであり、このバッフシア量の最大が前述
のＰｍａｘとなる。

上述した処置を採ってもなお、次に到来すべき通番■の
音声パケットが未受信となった場合、前記パケット通番
比較回路３５は通番■の音声パケットを復号するタイミ
ングで通番■の音声パケツ；トをメモリ３０内に見出す
ことができないので、前述と同様無音データ作成指示を
出してこれを無音化する。

欠番でないにもかかわらず無音化してしまうのは、許容
遅延時間を超えてもなおこれを再現することは却って会
話の自然性を阻害するかこらである。

一方受信した音声パケット数がＰｍａｘを超えた場合は
、最新データ優先の原則で処理するものとする。

なぜなら、より最新のデータを再現する方が会話の自然
性が保てるからである。

このため、４メモリ３０内にＰｍａｘの音声パケットが
ストアされており且つさらに最新の音声パケットが到来
した場合は最も古い音声パケット（より前に受信した音
声パケット）に近いものから、これを無効化する。

従って、この最も古い音声パケットを復号器３１に転送
すべきタイミングにおいて、パケット通番比較回路３５
は不一致を検出し、前述と同様無音データ作成指示を出
してこれを無音化する。

、欠番でないにもかかわらず無音化するのは、前述の如
く会話の自然性を保つためである。

なお、メモリ３０はモジュロｎで音声パケットをストア
するので、ｎ ＝ ８であれば、第２図Ｂの如く通番は
■、■、■・・・の、■、■・・・の繰り返しノとなる
。

このため通番０の音声パケットを復号器３１に転送すべ
きタイミングにおいてメモリ３０にストアされている受
信している音声パケットの通番・■（ｉ＝１．２．・・
・）を受信した順に通番■とパケット通番比較回路３５
により比較し、その１検出結果により、以下のいずれか
の処理を行なう。

■ 受信している音声パケット中に通番０の音声パケッ
トが存在する場合は該音声パケットを復号器３１に転送
し、かつメモリ３０にストアされている通番■の音声パ
ケットより前に受信し） た音声パケットが存在する場
合はそれらを破棄する。

■ 受信している音声パケット中に通番■の音声パケッ
トが存在しない場合は ■ Ｏ＜ ｌｉ −ｋ ＜ＰｍａｘまたはＯ＜Ａｉ −
に＋８＜Ｐｍａｘの時は無音データ作成回路３３に無音
データ作成指示を出し通番■の音声パケットを無音化す
る。

＠ Ｐｍａｘ ＜ ｌｉ −ｋ ＜ ８またはＰｍａ
ｘ＜ｌｉ−に＋８＜８の時は無音データ作成回路３３に
無音データ作成指示を出し通番■の音声パケットを無音
化すると同時にメモリ３０にストアされている通番［相
］の音声パケットを破棄する。

またメモリ３０に受信している音声パケットがストアさ
れていない場合は上記■−■項の処理を行なう。

なお、上述の説明のうち第１図のブロック図で示すハー
ドウェアによって実行し得ない部分については、制御部
２５でソフトウェア上のプログラム処理をもって実行で
きる。

以上説明したように本発明によれば、マルチサービスの
パケット交換網において該網上に有効なデータのみを高
密度で転送せしめることができ、高効率なデータ転送が
実現できる効果がある。

このことは、電話機の数が増大すればする程顕著である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実現するための一実施例を示すブロッ
ク概念図、第２図ＡおよびＢは本発明に基づく音声パケ
ット伝送方式の送信形式を図解的に表わしたパルス系列
図である。 図において、１１は電話機、１２はパケットクーミナル
、１３は伝送路、２１は符号器、２３は有音・無音検出
回路、２４はパケット通番カウンタ、２５は制御部、３
０はメモリ、３１は復号器、３３は無音データ作成回路
、３４はパケット通番カウンタ、３５はパケット通番比
較回路、■、■。 ■、■・・・■はそれぞれ通番である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 音声パケットの送信側において入力音声信号の音声
   データブロックに区分し且つ該音声データブロックに時
   系列情報を付してから有音の該音声データブロックのみ
   を送信し、一方、該音声パケットの受信側において受信
   した該音声パケットを前記時系列情報に従って復号する
   と共に送信されなかった無音の前記音声データブロック
   については自から原音声信号内に無音を挿入するように
   した音声パケット伝送方式において、 前記音声パケットの送信側において形成される前記音声
   データブロックは、前記入力音声信号の有音、無音にか
   かわらず所定間隔で該入力音声信号を区分したものから
   なり、前記時系列情報は、該音声データブロックの各々
   に対してその発生順に従って割り当てられる連続した通
   番からなり、該音声パケットの送信側において該音声デ
   ータブロックの有音または無音を検出したのち、有音の
   該音声データブロックに対しては前記の割り当てられた
   通番を付して音声パケットとし、一方、無音の該音声デ
   ータブロックはこれを無効化して前記通番を欠番とし、
   前記音声パケットの受信側においては、受信した前記音
   声パケットをその通番順に復号して原音声信号を復元し
   、該通番順向に前記欠番があるときに自から無音の音声
   データブロックを再生して該原音声信号内に無音を挿入
   するようにし、さらに該音声パケットの受信側において
   は該音声パケットの送信側および受信側間の許容伝送遅
   延時間内に連続して受信した該音声パケットをバッファ
   するメモリを備え、前記受信した音声パケットを前記の
   通番順に復号するに際し前記許容伝送遅延時間に相当す
   る時間を超えない範囲でその受信した音声パケットに遅
   延を加えてから前記の復号を行なうことを特徴とする音
   声パケット伝送方式。